Abstract
Diffuse optical tomography (DOT) is one of the emerging modalities for the non-invasive imaging of thick biological tissues using near-infrared (NIR) light. This article reviews the fundamentals and development of DOT technology since its advent in the early 1990s, including the modeling of light propagation in biological tissues which strongly scatter and weakly absorb NIR light, the optical properties of biological tissues in the NIR wavelength range, three typical measurement methods, image reconstruction algorithms, and so forth. Then various studies are referred to for improvement of the DOT images, which are essentially low in quality due to the ill-conditioned and underdetermined problem. Studies and clinical applications presently attracting much attention are discussed in some detail. Finally, the expected future developments are summarized.
Similar content being viewed by others
References
M. S. Patterson, B. C. Wilson, and D. R. Wyman: Lasers Med. Sci. 6 (1991) 379.
S. J. Matcher, C. E. Elwell, C. E. Cooper, M. Cope, and D. T. Delpy: Anal. Biochem. 227 (1995) 54.
F. F. Jöbsis: Science 198 (1977) 1264.
A. Maki, Y. Yamashita, Y. Ito, E. Watanabe, Y. Mayanagi, and H. Koizumi: Med. Phys. 22 (1995) 1997.
D. A. Boas, A. M. Dale, and M. A. Franceschini: Neuro-Image 23 (2004) S275.
M. Ferrari and V. Quaresima: NeuroImage 63 (2012) 921.
D. Contini, L. Zucchelli, L. Spinelli, M. Caffini, R. Re, A. Pifferi, R. Cubeddu, and A. Torricelli: J. Near Infrared Spectrosc. 20 (2012) 15.
A. Torricelli, D. Contini, A. Pifferi, M. Caffini, R. Re, L. Zucchelli, and L. Spinelli: NeuroImage 85 (2014) 28.
R. Chandrasekhar: Radiation Transfer (Clarendon Press, Oxford, U.K., 1950).
M. C. Case and P. F. Zweifel: Linear Transport Theory (Addison-Wesley, New York, 1967).
J. J. Duderstadt and L. J. Hamilton: Nuclear Reactor Analysis (Wiley, New York, 1976).
M. S. Patterson, B. C. Wilson, and D. R. Wyman: Lasers Med. Sci. 6 (1991) 155.
A. Ishimaru: Wave Propagation and Scattering in Random Media (Academic Press, New York, 1978) Vol. 1.
R. Graaff and J. J. Ten Bosch: Opt. Lett. 25 (2000) 43.
R. Aronson and N. Corngold: J. Opt. Soc. Am. A 16 (1999) 1066.
K. Furutsu and Y. Yamada: Phys. Rev. E 50 (1994) 3634.
M. Bassani, F. Martelli, G. Zaccanti, and D. Contini: Opt. Lett. 22 (1997) 853.
T. Nakai, G. Nishimura, K. Yamamoto, and M. Tamura: Phys. Med. Biol. 42 (1997) 2541.
K. Furutsu: J. Opt. Soc. Am. A 14 (1997) 267.
R. Elaloufi, R. Carminati, and J.-J. Greffet: J. Opt. Soc. Am. A 20 (2003) 678.
R. Pierrat, J.-J. Greffet, and R. Carminati: J. Opt. Soc. Am. A 23 (2006) 1106.
T. J. Farrell, M. S. Patterson, and B. Wilson: Med. Phys. 19 (1992) 879.
Y. Yamada: Annu. Rev. Heat Transfer 6 (1995) 1.
B. C. Wilson and G. Adam: Med. Phys. 10 (1983) 824.
E. Okada, M. Firbank, M. Schweiger, S. R. Arridge, M. Cope, and D. T. Delpy: Appl. Opt. 36 (1997) 21.
D. A. Boas, J. P. Culver, J. J. Stott, and A. K. Dunn: Opt. Express 10 (2002) 159.
C. Zhu and Q. Liu: J. Biomed. Opt. 18 (2013) 050902.
A. H. Gandjbakhche, R. Nossal, and R. F. Bonner: Appl. Opt. 32 (1993) 504.
M. S. Patterson, B. Chance, and B. C. Wilson: Appl. Opt. 28 (1989) 2331.
S. R. Arridge, M. Cope, and D. T. Delpy: Phys. Med. Biol. 37 (1992) 1531.
F. Martelli, S. Del Bianco, A. Ismael, and G. Zaccanti: Light Propagation through Biological Tissues and Other Diffusive Media; Theory, Solutions, and Software (SPIE Press, Bellingham, WA, 2010).
W.-F. Cheong, S. A. Prahl, and A. J. Welch: IEEE J. Quantum Electron. 26 (1990) 2166.
Optical-Thermal Response of Laser-Irradiated Tissue, ed. A. J. Welch and M. J. C. van Gemert (Plenum Press, New York, 1995).
Biomedical Photonics Handbook, ed. T. Vo-Dinh (CRC Press, Boca Raton, FL, 2003).
S. L. Jacques: Phys. Med. Biol. 58 (2013) R37.
R. L. Barbour, R. Andronica, Q. Sha, H. L. Graber, and I. Soller: OSA Trends Opt. Photonics 21 (1998) 251.
S. R. Arridge and W. R. B. Lionheart: Opt. Lett. 23 (1998) 882.
A. Corlu, T. Durduran, R. Choe, M. Schweiger, E. M. C. Hillman, S. R. Arridge, and A. G. Yodh: Opt. Lett. 28 (2003) 2339.
B. Harrach: Inverse Probl. 25 (2009) 055010.
A. P. Gibson, J. C. Hebden, and S. R. Arridge: Phys. Med. Biol. 50 (2005) R1.
F. Gao, H. Zhao, and Y. Yamada: Appl. Opt. 41 (2002) 778.
B. W. Pogue, T. O. McBride, U. L. Österberg, and K. D. Paulsen: Opt. Express 4 (1999) 270.
S. R. Arridge and M. Schweiger: Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 352 (1997) 717.
S. R. Arridge: Inverse Probl. 15 (1999) R41.
S. R. Arridge and J. C. Schotland: Inverse Probl. 25 (2009) 123010.
A. Gibson and H. Dehghani: Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 367 (2009) 3055.
T. Durduran, R. Choe, W. B. Baker, and A. G. Yodh: Rep. Prog. Phys. 73 (2010) 076701.
A. C. Kak and M. Slaney: Principles of Computerized Tomographic Imaging (IEEE Press, New York, 1988) Chap. 6.
J. C. Schotland, J. C. Haselgrove, and J. S. Leigh: Appl. Opt. 32 (1993) 448.
S. Wang, N. Shibahara, D. Kuramashi, S. Okawa, N. Kakuta, E. Okada, A. Maki, and Y. Yamada: Opt. Rev. 17 (2010) 410.
M. A. O’Leary, D. A. Boas, B. Chance, and A. G. Yodh: Opt. Lett. 20 (1995) 426.
S. R. Arridge and M. Schweiger: Opt. Express 2 (1998) 213.
M. Schweiger, S. R. Arridge, and D. T. Delpy: J. Math. Imaging Vision 3 (1993) 263.
K. D. Paulsen and H. Jiang: Med. Phys. 22 (1995) 691.
S. R. Arridge, P. van der Zee, M. Cope, and D. T. Delpy: Proc. SPIE 1431 (1991) 204.
X. Intes, V. Ntziachristos, J. P. Culver, A. Yodh, and B. Chance: Phys. Med. Biol. 47 (2002) N1.
Y. Pei, H. L. Graber, and R. L. Barbour: Opt. Express 9 (2001) 97.
C. H. Schmitz, H. L. Graber, H. Luo, I. Arif, J. Hira, Y. Pei, A. Bluestone, S. Zhong, R. Andronica, I. Soller, N. Ramirez, S.-L. S. Barbour, and R. L. Barbour: Appl. Opt. 39 (2000) 6466.
C. H. Schmitz, M. Löcker, J. M. Lasker, A. H. Hielscher, and R. L. Barbour: Rev. Sci. Instrum. 73 (2002) 429.
M. L. Flexman, M. A. Khalil, R. Al Abdi, H. K. Kim, C. J. Fong, E. Desperito, D. L. Hershman, R. L. Barbour, and A. H. Hielscher: J. Biomed. Opt. 16 (2011) 076014.
H. L. Graber, Y. Pei, and R. L. Barbour: IEEE Trans. Med. Imaging 21 (2002) 852.
R. L. Barbour, H. L. Graber, Y. Pei, S. Zhong, and C. H. Schmitz: J. Opt. Soc. Am. A 18 (2001) 3018.
H. Niu, S. Khadka, F. Tian, Z.-J. Lin, C. Lu, C. Zhu, and H. Liu: J. Biomed. Opt. 16 (2011) 046006.
Y. Xu, X. Gu, T. Khan, and H. Jiang: Appl. Opt. 41 (2002) 5427.
H. Jiang: Diffuse Optical Tomography Principles and Applications (CRC Press, Boca Raton, FL, 2011).
D. K. Joseph, T. J. Huppert, M. A. Franceschini, and D. A. Boas: Appl. Opt. 45 (2006) 8142.
B. W. Zeff, B. R. White, H. Dehghani, B. L. Schlaggar, and J. P. Culver: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (2007) 12169.
S. D. Konecky, G. Y. Panasyuk, K. Lee, V. Markel, A. G. Yodh, and J. C. Schotland: Opt. Express 16 (2008) 5048.
J. C. Schotland and V. A. Markel: J. Opt. Soc. Am. A 18 (2001) 2767.
V. A. Markel and J. C. Schotland: J. Opt. Soc. Am. A 19 (2002) 558.
V. A. Markel, V. Mital, and J. C. Schotland: J. Opt. Soc. Am. A 20 (2003) 890.
B. W. Pogue, M. Testorf, T. McBride, U. Österberg, and K. Paulsen: Opt. Express 1 (1997) 391.
H. Jiang, K. D. Paulsen, U. L. Österberg, and M. S. Patterson: Med. Phys. 25 (1998) 183.
T. O. McBride, B. W. Pogue, E. D. Gerety, S. B. Poplack, U. L. Österberg, and K. D. Paulsen: Appl. Opt. 38 (1999) 5480.
T. O. McBride, B. W. Pogue, S. Jiang, U. L. Österberg, and K. D. Paulsen: Rev. Sci. Instrum. 72 (2001) 1817.
H. Eda, I. Oda, Y. Ito, Y. Wada, Y. Oikawa, Y. Tsunazawa, M. Takada, Y. Tsuchiya, Y. Yamashita, M. Oda, A. Sassaroli, Y. Yamada, and M. Tamura: Rev. Sci. Instrum. 70 (1999) 3595.
V. Ntziachristos, X. H. Ma, A. G. Yodh, and B. Chance: Rev. Sci. Instrum. 70 (1999) 193.
F. E. W. Schmidt, M. E. Fry, E. M. C. Hillman, J. C. Hebden, and D. T. Delpy: Rev. Sci. Instrum. 71 (2000) 256.
E. M. C. Hillman, J. C. Hebden, F. E. W. Schmidt, S. R. Arridge, M. Schweiger, H. Dehghani, and D. T. Delpy: Rev. Sci. Instrum. 71 (2000) 3415.
A. P. Gibson, T. Austin, N. L. Everdell, M. Schweiger, S. R. Arridge, J. H. Meek, J. S. Wyatt, D. T. Delpy, and J. C. Hebden: NeuroImage 30 (2006) 521.
V. Ntziachristos, X. H. Ma, and B. Chance: Rev. Sci. Instrum. 69 (1998) 4221.
F. Gao, H. Zhao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada: IEICE Trans. Inf. Syst. E85-D (2002) 133.
L. Hervé, A. Puszka, A. Planat-Chrétien, and J.-M. Dinten: Appl. Opt. 51 (2012) 5978.
J. Heiskala, P. Hiltunen, and I. Nissilä: Phys. Med. Biol. 54 (2009) 535.
B. W. Pogue, T. O. McBride, J. Prewitt, U. L. Österberg, and K. D. Paulsen: Appl. Opt. 38 (1999) 2950.
R. Endoh, M. Fujii, and K. Nakayama: Opt. Rev. 15 (2008) 51.
H. Niu, F. Tian, Z.-J. Lin, and H. Liu: Opt. Lett. 35 (2010) 429.
H. Niu, Z.-J. Lin, F. Tian, S. Dhamne, and H. Liu: J. Biomed. Opt. 15 (2010) 046005.
F. Tian, H. Niu, S. Khadka, Z.-J. Lin, and H. Liu: Biomed. Opt. Express 1 (2010) 441.
J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh: J. Cereb. Blood Flow Metab. 23 (2003) 911.
F. Tian and H. Liu: NeuroImage 85 (2014) 166.
S. Okawa, Y. Hoshi, and Y. Yamada: Biomed. Opt. Express 2 (2011) 3334.
D. A. Boas, T. Gaudette, and S. R. Arridge: Opt. Express 8 (2001) 263.
J. J. Stott, J. P. Culver, S. R. Arridge, and D. A. Boas: Appl. Opt. 42 (2003) 3154.
R. Fukuzawa, S. Okawa, S. Matsuhashi, T. Kusaka, Y. Tanikawa, Y. Hoshi, F. Gao, and Y. Yamada: J. Biomed. Opt. 16 (2011) 116022.
H. Dehghani, S. Srinivasan, B. W. Pogue, and A. Gibson: Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 367 (2009) 3073.
B. W. Pogue and K. D. Paulsen: Opt. Lett. 23 (1998) 1716.
M. Schweiger and S. R. Arridge: Phys. Med. Biol. 44 (1999) 2703.
H. Dehghani, B. W. Pogue, J. Shudong, B. Brooksby, and K. D. Paulsen: Appl. Opt. 42 (2003) 3117.
B. Brooksby, J. Weaver, C. Kogel, S. Jiang, H. Dehghani, S. P. Poplack, B. W. Pogue, and K. D. Paulsen: J. Biomed. Opt. 10 (2005) 051504.
B. Brooksby, S. Jiang, H. Dehghani, B. W. Pogue, K. D. Paulsen, C. Kogel, M. Doyley, J. B. Weaver, and S. P. Poplack: Rev. Sci. Instrum. 75 (2004) 5262.
B. A. Brooksby, H. Dehghani, B. W. Pogue, and K. D. Paulsen: IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9 (2003) 199.
I. W. Kwee, Y. Tanikawa, S. G. Proskurin, S. R. Arridge, D. T. Delpy, and Y. Yamada: Proc. SPIE 2925 (1996) 43.
I. W. Kwee, T. Tanikawa, S. Proskurin, S. R. Arridge, D. T. Delpy, and Y. Yamada: Proc. SPIE 2979 (1997) 185.
M. Guven, B. Yazici, X. Intes, and B. Chance: Phys. Med. Biol. 50 (2005) 2837.
F. Abdelnour, C. Genovese, and T. Huppert: Biomed. Opt. Express 1 (2010) 1084.
T. Shimokawa, T. Kosaka, O. Yamashita, N. Hiroe, T. Amita, Y. Inoue, and M. Sato: Opt. Express 20 (2012) 20427.
J. Selb, A. M. Dale, and D. A. Boas: Opt. Express 15 (2007) 16400.
A. Tosi, A. D. Mora, F. Zappa, A. Gulinatti, D. Contini, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, and R. Cubeddu: Opt. Express 19 (2011) 10735.
R. W. Holt, K. M. Tichauer, H. Dehghani, B. W. Pogue, and F. Leblond: Opt. Lett. 37 (2012) 2559.
A. Puszka, L. Di Sieno, A. D. Mora, A. Pifferi, D. Contini, G. Boso, A. Tosi, L. Hervé, A. Planat-Chrétien, A. Koenig, and J.-M. Dinten: Biomed. Opt. Express 4 (2013) 1351.
A. Puszka, L. Hervé, A. Planat-Chrétien, A. Koenig, J. Derouard, and J.-M. Dinten: Biomed. Opt. Express 4 (2013) 569.
A. Dalla Mora, A. Tosi, F. Zappa, S. Cova, D. Contini, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, and R. Cubeddu: IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 16 (2010) 1023.
A. Torricelli, A. Pifferi, L. Spinelli, R. Cubeddu, F. Martelli, S. Del Bianco, and G. Zaccanti: Phys. Rev. Lett. 95 (2005) 078101.
Q. Zhao, L. Spinelli, A. Bassi, G. Valentini, D. Contini, A. Torricelli, R. Cubeddu, G. Zaccanti, F. Martelli, and A. Pifferi: Biomed. Opt. Express 2 (2011) 705.
S. D. Konecky, A. Mazhar, D. Cuccia, A. J. Durkin, J. C. Schotland, and B. J. Tromberg: Opt. Express 17 (2009) 14780.
C. D’Andrea, N. Ducros, A. Bassi, S. Arridge, and G. Valentini: Biomed. Opt. Express 1 (2010) 471.
A. Bassi, C. D’Andrea, G. Valentini, R. Cubeddu, and S. Arridge: Opt. Lett. 33 (2008) 2836.
J. Chen, V. Venugopal, F. Lesage, and X. Intes: Opt. Lett. 35 (2010) 2121.
A. D. Klose and A. H. Hielscher: Med. Phys. 26 (1999) 1698.
A. D. Klose, U. Netz, J. Beuthan, and A. H. Hielscher: J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 72 (2002) 691.
A. D. Klose and A. H. Hielscher: J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 72 (2002) 715.
A. D. Klose and A. H. Hielscher: Int. J. Numer. Methods Heat Fluid Flow 18 (2008) 443.
A. D. Klose, V. Ntziachristos, and A. H. Hielscher: J. Comput. Phys. 202 (2005) 323.
H. K. Kim and A. H. Hielscher: J. Innovative Opt. Health Sci. 3 (2010) 293.
H. K. Kim, M. Flexman, D. J. Yamashiro, J. J. Kandel, and A. H. Hielscher: Biomed. Opt. Express 1 (2010) 812.
A. Liemert and A. Kienle: Biomed. Opt. Express 3 (2012) 543.
E. Simon, F. Foschum, and A. Kienle: J. Biomed. Opt. 18 (2013) 015001.
L. D. Montejo, J. Jia, H. K. Kim, U. J. Netz, S. Blaschke, G. A. Müller, and A. H. Hielscher: J. Biomed. Opt. 18 (2013) 076001.
L. D. Montejo, J. Jia, H. K. Kim, U. J. Netz, S. Blaschke, G. A. Müller, and A. H. Hielscher: J. Biomed. Opt. 18 (2013) 076002.
P. J. Coelho: J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 73 (2002) 231.
F. Asllanaj and S. Fumeron: J. Biomed. Opt. 17 (2012) 075007.
V. Ntziachristos, A. G. Yodh, M. Schnall, and B. Chance: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (2000) 2767.
X. Intes, S. Djeziri, Z. Ichalalene, N. Mincu, Y. Wang, P. St.-Jean, F. Lesage, D. Hall, D. A. Boas, and M. Polyzos: Proc. SPIE 5578 (2004) 188.
D. B. Jakubowski, A. E. Cerussi, F. Bevilacqua, N. Shah, D. Hsiang, J. Butler, and B. J. Tromberg: J. Biomed. Opt. 9 (2004) 230.
R. Choe, A. Corlu, K. Lee, T. Durduran, S. D. Konecky, M. Grosicka-Koptyra, S. R. Arridge, B. J. Czerniecki, D. L. Fraker, A. DeMichele, B. Chance, M. A. Rosen, and A. G. Yodh: Med. Phys. 32 (2005) 1128.
J. P. Culver, R. Choe, M. J. Holboke, L. Zubkov, T. Durduran, A. Slemp, V. Ntziachristos, B. Chance, and A. G. Yodh: Med. Phys. 30 (2003) 235.
A. Cerussi, D. Hsiang, N. Shah, R. Mehta, A. Durkin, J. Butler, and B. J. Tromberg: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (2007) 4014.
C. Zhou, R. Choe, N. Shah, T. Durduran, G. Yu, A. Durkin, D. Hsiang, R. Mehta, J. Butler, A. Cerussi, B. J. Tromberg, and A. G. Yodh: J. Biomed. Opt. 12 (2007) 051903.
H. Soliman, A. Gunasekara, M. Rycroft, J. Zubovits, R. Dent, J. Spayne, M. J. Yaffe, and G. J. Czarnota: Clin. Cancer Res. 16 (2010) 2605.
B. J. Tromberg and A. E. Cerussi: Clin. Cancer Res. 16 (2010) 2486.
Y. Ueda, K. Yoshimoto, E. Ohmae, T. Suzuki, T. Yamanaka, D. Yamashita, H. Ogura, C. Teruya, H. Nasu, E. Imi, H. Sakahara, M. Oda, and Y. Yamashita: Technol. Cancer Res. Treat. 10 (2011) 393.
F. Bevilacqua, A. J. Berger, A. E. Cerussi, D. Jakubowski, and B. J. Tromberg: Appl. Opt. 39 (2000) 6498.
A. Cerussi, N. Shah, D. Hsiang, A. Durkin, J. Butler, and B. J. Tromberg: J. Biomed. Opt. 11 (2006) 044005.
D. Roblyer, S. Ueda, A. Cerussi, W. Tanamai, A. Durkin, R. Mehta, D. Hsiang, J. A. Butler, C. McLaren, W.-P. Chen, and B. Tromberg: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108 (2011) 14626.
L. Enfield, G. Cantanhede, M. Douek, V. Ramalingam, A. Purushotham, J. Hebden, and A. Gibson: J. Biomed. Opt. 18 (2013) 056012.
M. L. Flexman, F. Vlachos, H. K. Kim, S. R. Sirsi, J. Huang, S. L. Hernandez, T. B. Johung, J. W. Gander, A. R. Reichstein, B. S. Lampl, A. Wang, M. A. Borden, D. J. Yamashiro, J. J. Kandel, and A. H. Hielscher: J. Biomed. Opt. 17 (2012) 016014.
D. A. Benaron and D. K. Stevenson: Science 259 (1993) 1463.
D. A. Benaron, D. C. Ho, S. Spilman, J. P. Van Houten, and D. K. Stevenson: Adv. Exp. Med. Biol. 361 (1994) 215.
D. A. Benaron, D. C. Ho, S. Spilman, J. P. Van Houten, and D. K. Stevenson: Adv. Exp. Med. Biol. 361 (1994) 207.
D. A. Benaron, J. P. Van Houten, W.-F. Cheong, E. L. Kermit, and R. A. King: Proc. SPIE 2389 (1995) 582.
D. A. Benaron, S. R. Hintz, A. Villringer, D. Boas, A. Kleinschmidt, J. Frahm, C. Hirth, H. Obrig, J. C. van Houten, E. L. Kermit, W.-F. Cheong, and D. K. Stevenson: J. Cereb. Blood Flow Metab. 20 (2000) 469.
J. C. Hebden, A. Gibson, R. M. Yusof, N. Everdell, E. M. C. Hillman, D. T. Delpy, S. R. Arridge, T. Austin, J. H. Meek, and J. S. Wyatt: Phys. Med. Biol. 47 (2002) 4155.
J. C. Hebden, A. Gibson, T. Austin, R. M. Yusof, N. Everdell, D. T. Delpy, S. R. Arridge, J. H. Meek, and J. S. Wyatt: Phys. Med. Biol. 49 (2004) 1117.
M. Ueno, R. Fukuzawa, S. Okawa, Y. Yamada, T. Kusaka, T. Nishida, K. Isobe, Y. Tanikawa, F. Gao, C. Sato, and Y. Hoshi: 3rd Asian and Pacific Rim Symp. Biophotonics (APBP2007), Book of Abstracts, 2007, p. 43.
Y. Hoshi and M. Tamura: Neurosci. Lett. 150 (1993) 5.
T. Kato, A. Kamei, S. Takashima, and T. Ozaki: J. Cereb. Blood Flow Metab. 13 (1993) 516.
A. Villringer, J. Planck, C. Hock, L. Schleinkofer, and U. Dirnagl: Neurosci. Lett. 154 (1993) 101.
B. Chance, Z. Zhuang, C. UnAh, C. Alter, and L. Lipton: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90 (1993) 3770.
A. Y. Bluestone, G. Abdoulaev, C. H. Schmitz, R. L. Barbour, and A. H. Hielscher: Opt. Express 9 (2001) 272.
Y. Ueda, T. Yamanaka, D. Yamashita, T. Suzuki, E. Ohmae, M. Oda, and Y. Yamashita: Jpn. J. Appl. Phys. 44 (2005) L1203.
J. P. Culver, A. M. Siegel, J. J. Stott, and D. A. Boas: Opt. Lett. 28 (2003) 2061.
A. M. Siegel, J. P. Culver, J. B. Mandeville, and D. A. Boas: Phys. Med. Biol. 48 (2003) 1391.
H. Dehghani, M. E. Eames, P. K. Yalavarthy, S. C. Davis, S. Srinivasan, C. M. Carpenter, B. W. Pogue, and K. D. Paulsen: Commun. Numer. Meth. Eng. 25 (2009) 711.
B. R. White, A. Z. Snyder, A. L. Cohen, S. E. Petersen, M. E. Raichle, B. L. Schlaggar, and J. P. Culver: NeuroImage 47 (2009) 148.
B. R. White, S. M. Liao, S. L. Ferradal, T. E. Inder, and J. P. Culver: NeuroImage 59 (2012) 2529.
S. M. Liao, S. L. Ferradal, B. R. White, N. Gregg, T. E. Inder, and J. P. Culver: J. Biomed. Opt. 17 (2012) 081414.
B. R. White and J. P. Culver: J. Biomed. Opt. 15 (2010) 026006.
B. R. White and J. P. Culver: NeuroImage 49 (2010) 568.
S. P. Koch, C. Habermehl, J. Mehnert, C. H. Schmitz, S. Holtze, A. Villringer, J. Steinbrink, and H. Obrig: Front. Neuroenergetics 2 (2010) 12.
C. Habermehl, S. Holtze, J. Steinbrink, S. P. Koch, H. Obrig, J. Mehnert, and C. H. Schmitz: NeuroImage 59 (2012) 3201.
T. Correia, S. Lloyd-Fox, N. Everdell, A. Blasi, C. Elwell, J. C. Hebden, and A. Gibson: Phys. Med. Biol. 57 (2012) 1135.
A. Custo, D. A. Boas, D. Tsuzuki, I. Dan, R. Mesquita, B. Fischl, W. E. L. Grimson, and W. Wells, III: NeuroImage 49 (2010) 561.
M. Dehaes, L. Gagnon, F. Lesage, M. Pélégrini-Issac, A. Vignaud, R. Valabrègue, R. Grebe, F. Wallois, and H. Benali: Biomed. Opt. Express 2 (2011) 680.
K. L. Perdue, Q. Fang, and S. G. Diamond: Phys. Med. Biol. 57 (2012) 2857.
L. S. L. Arakaki, V. Ntziachristos, B. Chance, J. S. Leigh, and J. C. Schotland: OSA/Topical Meeting on Biomed. Opt., 2000, p. 374.
E. M. C. Hillman, J. C. Hebden, M. Schweiger, H. Dehghani, F. E. W. Schmidt, D. T. Delpy, and S. R. Arridge: Phys. Med. Biol. 46 (2001) 1117.
H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, K. Homma, and Y. Yamada: Appl. Opt. 44 (2005) 1905.
H. Zhao, F. Gao, Y. Tanikawa, and Y. Yamada: J. Biomed. Opt. 12 (2007) 062107.
Y. Tanikawa, F. Gao, M. Miyakawa, T. Kiryu, T. Kizuka, S. Okawa, and Y. Yamada: The 35th Annual Int. Conf. IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (IEEE EMBC2013), 2013, p. 1811.
T. F. Massoud and S. S. Gambhir: Genes Dev. 17 (2003) 545.
S. R. Cherry: Phys. Med. Biol. 49 (2004) R13.
V. Ntziachristos and R. Weissleder: Opt. Lett. 26 (2001) 893.
V. Ntziachristos, C.-H. Tung, C. Bremer, and R. Weissleder: Nat. Med. 8 (2002) 757.
A. B. Milstein, S. Oh, K. J. Webb, C. A. Bouman, Q. Zhang, D. A. Boas, and R. P. Millane: Appl. Opt. 42 (2003) 3081.
A. D. Klose and A. H. Hielscher: Opt. Lett. 28 (2003) 1019.
A. Joshi, J. C. Rasmussen, E. M. Sevick-Muraca, T. A. Wareing, and J. McGhee: Phys. Med. Biol. 53 (2008) 2069.
N. Deliolanis, T. Lasser, D. Hyde, A. Soubret, J. Ripoll, and V. Ntziachristos: Opt. Lett. 32 (2007) 382.
A. Marjono, A. Yano, S. Okawa, F. Gao, and Y. Yamada: Opt. Express 16 (2008) 15268.
F. Gao, J. Li, L. Zhang, P. Poulet, H. Zhao, and Y. Yamada: Appl. Opt. 49 (2010) 3163.
M. Solomon, B. R. White, R. E. Nothdruft, W. Akers, G. Sudlow, A. T. Eggebrecht, S. Achilefu, and J. P. Culver: Biomed. Opt. Express 2 (2011) 3267.
C. D. Darne, Y. Lu, I.-C. Tan, B. Zhu, J. C. Rasmussen, A. M. Smith, S. Yan, and E. M. Sevick-Muraca: Phys. Med. Biol. 57 (2012) 8135.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Yamada, Y., Okawa, S. Diffuse optical tomography: Present status and its future. OPT REV 21, 185–205 (2014). https://doi.org/10.1007/s10043-014-0028-7
Received:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s10043-014-0028-7